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MATLAB仿真基础(新).docx
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第三章 设计性实验(MATLAB 仿真实验)
语言概述
语言的发展
是一种科学计算软件,主要适用于矩阵运算及控制和信
息处理领域的分析设计。它使用方便,输入简洁,运算高效,内容丰
富,并且很容易由用户自行扩展,因此,当前已成为美国和其他发达
国家大学教学和科学研究中最常用而必不可少的工具。
是由美国 公司与 年正式推出的,从那时
到现在已升级到 版本。随着版本的升级,内容不断扩充,功能更强
大。特别是在系统仿真和实时运行等方面,有很多新进展,更扩大了
它的应用前景。
是“矩阵实验室”()的缩写,它是一
种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,专门针对科学、工程计算及
绘图的需求。它用解释方式工作,键入程序立即得出结果,人机交互
性能好,适应于多种平台。语言在国外的大学工学院中,特
别是数值计算用的最频繁的电子信息类学科中,已成为每个学生都掌
握的工具了。它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。
语言比较好学,因为它只有一种数据类型,一种标准的
输入输出语句,不用“指针”,不需编译,比其他语言少了很多内容
听三、四个小时课,上机练几个小时,就可入门了。以后自学也十分
方便,通过它的演示()和求助()命令,人们可以方便地
在线学习各种函数的用法及其内涵
语言的难点是函数较多,仅基本部分就有 多个,其
中常用的有二三百个,要尽量多记少查,可以提高编程效率。
!语言的特点
矩阵运算:每个变量代表一个矩阵,它以矩阵运算见长;每个元素都
看作复数,所有的运算都对矩阵和复数有效。"虚部符号可用 或 #$
% &清除内存变量
' &
%()!*%!(+"!),")$+$*%(-./"0$+#
%(%"*!$ &建立复数
%(
)
!
%!(
- )
%(
- .
%(
.
!
%("%$*%(1"%$*2%("%$*/12%(/
1"%$
结果:
%(
%(
)!
2%(
!!-
/12%(
)
注意:
"$所有的标点符号必须是在英文状态下输入。
"!$各指令行可以用逗号或分号隔开,如用分号,则分号前的指令只执
行,不显示结果。
(3)在命令窗口中输入指令后,必须按下[enter]键,该指令才会被执
行.
(4)%为注释符,即%后面的内容为注释,对 MATLAB 的计算不产生任
何影响。
!人机界面适合科技人员3其程序与科技人员的书写习惯相近,易写易
读。矩阵行数列数无需定义。键入算式即得结果,无需编译。
!
例如:简单矩阵 的输入步骤。
0 -
(1)在键盘上输入下列内容
(4*!**0*-**5
结果:
(
!
0 -
(2)按[enter]键,指令执行。
注意:直接输入矩阵时,矩阵元素用空格或逗号”,”分隔,整个矩
阵放到方括号“[]”里。标点符号一定要在英文状态下输入。
(3)指令执行后,矩阵 A 被保存在 MATLAB 的工作空间(Workspace)
中。如果用户不用 clear 指令清除它,或对它重新赋值,那么该矩阵
会一直保存在工作空间中,直到本 MATLAB 指令窗被关闭为止。
(4)MATLAB 区分大小写字母。
强大而简易的作图功能
()能根据输入数据自动确定坐标绘图。
(!)能规定多种坐标系(极坐标,对数坐标等)。
()能绘制三维坐标中的曲线和曲面。
()可设置不同颜色、线型和视角等。
如果数据齐全,通常只需要一条命令即可出图。
例:用图形表示离散函数 。
"/ -$
/(" 3!$ &产生一组自变量数据
(6"/)-$ &计算相应点的函数值
"/**7+7*7897*0$ &用红花标出数据点
1/ &画坐标方格
显示的图形:
0 2 4 6 8
图 )函数
"/ -$
说明:6表示点除,用于元素对元素的除法。而6表示矩阵除法。还有
7+7* 7:7及 7+7* 7:7。
智能化程度高
()绘图时自动选择最佳坐标。
(!)做数值积分时,自动按精度选择步长。
()自动检测和显示程序错误的能力强,易于调试。
0功能丰富,可扩展性强
软件包括基本部分和专业扩展两大部分。基本部分包
括:矩阵的运算和各种变换;代数和超越方程的求解,数据处理和傅
里叶变换,数值积分等等。扩展部分称为工具箱。它实际上是用
的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一方面的专门
问题,或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统,信号处理、图
像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络和小波分析等数十个工具
箱,并且还在继续发展中。
的核心内容是它的基本部分,所有的工具箱子程序都是
用它 的基本语句编写的。学好这部分内容是掌握 的关键。
的工作环境
的工作环境主要由命令窗(;/</)、图
形窗(=1></)和文本编辑窗(=?)组成。
命令窗(;/</)
;/</是 中最重要的部分,它是人机交互的
主要环境,也是和编译器连接的主要窗口。用户通过在提示符“@@”
后直接输入各种命令并读出相应的结果。命令窗见 桌面系统
的默认画面。其左上视窗为当前目录(;>/A%),可切换为
工作空间(<%);其左下视窗为历史命令";/B$;
右半个视窗则为命令窗(;/</)。常用的窗口命令如
下:
%%:清除 ;/</里的内容;
%:清除内存变量;
:光标回到窗口的左上角;
%':清除当前 =1>窗口的所有非隐藏对象;
%:关闭当前 =1>窗口;
%3关闭所有 =1>窗口
工作空间有多种应用功能:内存变量的查阅、保存和编辑;在命令行
下,可以用 ,查阅 内存变量;用于检查现存
于工作空间(<%)的变量;用于检查现存于工作空间的变
量的详细资料。内存变量可以用 %命令清除。如
%&清除所有内存变量
("3$7
@@
(
!
0
-
&显示内存变量名
@@
C>D
3
@@
&显示内存变量名和尺寸、占用内存空间、类型
E 89 ;
>
0- >
% &清除变量
()命令窗编辑功能:键入和修改程序的方法与通常的文字处理相
仿。特殊的功能键为
?8; 恢复命令输入的空白状态(即作废命令)
↓ 调出下一行命令
↑ 调出上一行(历史)命令
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